كيف تصمم الدوائر

لكى تصمم دائرة ما يجب أن تعرف أدواتك وقد قابلت طلبة يبحثون عن مقاومات 14.753 أوم .هكذا كانت نتيجة المعادلة وطبعا هذه القيمة لا تصنع كما أن هناك علاقة بين الدقة والقيمة أى أن هذه القيمة يجب أن تكون بدقة أوم لكل عشرة آلاف – أى 0.01% ، لذلك رأيت أن أبدأ بالمقاومات والمكثفات من الزاوية التى لا تدرس عادة فى الجامعات – لن نذكر قانون أوم إلا لاحقا ولكن ما تجده وما لا تبحث عنه فى السوق

المقاومات:

المقاومة هى جسم يحتوى مادة مقاومة للتيارالكهربى ، لها طرفين على الأقل وقد يكون لها حتى 16 طرف.
حسب المادة المصنوع منها المقاومة يختلف أداؤها واستخدامها.
تعرف المقاومة بقيمتها ، القدرة بالوات ،الدقة % ، النوع أو خامة التصنيع ، الشكل وسنتناول كل صفة على حده
الشكل : هناك عدة أشكال
2طرف : كل المقاومات ذات القيمة الثابتة يكون لها طرفين ، إما سلكين أو أطراف لحام مباشرة على البورده أو عروتين لحام وفى القدرات الكبيرة مسامير رباط .
بعض المقاومات تحتوى فيوز بداخلها أو معها.
المقاومات ذات القدرات اكبر من 3 وات تتغير فى شكلها حيث توضع داخل واقى خزفى أو تلف عليه من الخارج كما تزود المقاومات 25وات أو أكثر أحيانا بمبرد برونزى معدنى.


المقاومات ذات 3طرف عادة تكون مقاومة متغيرة أو مجزئ جهد والطرف الثالث هو المنزلق ( المتغير ) ومنها 4 طرف حيث يكون الطرف الرابع يمثل نسبة ثابتة عليه بالإضافة للمتغير
يجب أن نذكر هنا أن المقاومات المتغيرة أيضا أنواع - نوعين حسب الشكل
أحدهما للتثبيت باللحام فى البورده و غالبا يسمى POT وهو للضبط
الآخر للواجهة لإعطاء المستخدم إمكانية التعديل حسب الرغبة كمفاتيح مستوى الصوت فى المكبرات و غيرها
النوع الثانى منه نوعين حسب التغيير
نوع خطى حيث تتغير القيمة خطيا مع زاوية دوران عمود المقبض و نوع لوغاريتمى حيث العلاقة لوغاريتمية بين الزاوية والقيمة وهو مصنوع لأن الأذن البشرية تشعر بارتفاع الصوت بمنحنى لوغاريتمى أى لو تضاعفت شدة الاهتزازات الصوتية لن تشعر بارتفاعه للضعف وهذا هو السبب فى استخدام وحدات الديسيبل لقياس المكبرات

أيضا هناك ما يحتاج للدوران 10 دورات وتستخدم للضبط الدقيق



منها تثبيت بوردة للضبط الدقيق و منها تثبيت واجهة للاختيار الدقيق حيث تجدها فى أجهزة القياس مثل الأوسيلوسكوب و مولدات التردد.
و كيف نعرف أين هو من هذه الدورات؟
صنعت مقابض خاصة للتركيب عليها تحتوى "ساعة" أو تدريج من 1:100 على الواجهة و كل دورة كاملة تحرك أرقام داخل نافذة إما بالزيادة أو النقصان من 0 إلى 9 لتحديد أى دورة، و هكذا يمكنك تقدير بنسبة 1:1000 من قيمتها خاصة و أن بعضها تصل دقته إلى +/- 0.5%. أيضا تزود بذراع لتثبيت المقبض حتى لا يتحرك عفويا لأى سبب
ولماذا توضع أرقام على أطرافه؟!! هل هناك فرق؟
نعم ، عند الدوران عكس عقارب الساعة، تحرك المنزلق نحو الطرف 1 والعكس بالعكس وهذا ليمكن المستخدم من التوصيل بصورة تجعل الدوران مع الساعة يتوافق مع زيادة الظاهرة – و أؤكد الظاهرة وليس الفولت.
ما معنى هذا؟
ببساطة لو زيادة الفولت تسبب تقليل إضاءة شاشة ما وجب عكس الأطراف لأن المستخدم يتوقع الدوران يمين لزيادة الضوء.
هذا الرابط به معلومات كثيرة أيضا عن المقاومات
http://en.wikipedia.org/wiki/Special...ulltext=Search

و هذا عن المقاومات المتغيرة

http://en.wikipedia.org/wiki/Potentiometer

الأطراف الأكثر تكون مجموعة من المقاومات Resistor Pack داخل جسم واحد بعضها تحتوى 4 أو 6 أو 8 مقاومات لها طرف مشترك وشكلها كالمشط وبعضها مجرد مجموعة غير متصلة تشبه الدائرة المتكاملة IC وتكون المقاومات متجاورة
القدرة:
تكون بالقيم 1/8 ،1/4 ،1/2 ،2،1 ،3 ،5 ،7 ،10 ،15 الخ وذلك للمقاومات ذات أسلاك التوصيل
المقاومات الأصغر للحام بدون أطراف وعلى السطح Surface Mount فتبدأ من 1/16 إلى 1 وات
الدقة :
فى السابق كانت تصنع بدقة 20% ولكن الآن مع تقدم التقنية ، حتى مقاومات 10% أصبحت نادرة الوجود وأغلبها 5%
توجد مقاومات بدقة2% و 1% ولكنها أقل تواجدا واعلى سعرا و يمكنك طلب 0.5% أو أفضل
يجب أن نفهم معنى الدقة – لو لدى مقاومة 10 كيلو بدقة 5% فهذا يعنى أن قيمتها الحقيقة قد تكون بين 10500 أوم إلى 9500 أوم – لهذا يجب أن تقرب نتائج الحسابات لأقرب قيمة عملية ممكن تواجدها أو اختيار دقة أعلى إن دعت الضرورة
القيمة
توجدالمقاومات بقيم قياسية على أساس دقة 10% ولا نتوقع أن نجد ما نريد ولكن يمكنك تجميع القيم الوسطى . هذه القيم ستذكر من 10 إلى 99 أما الباقى مضاعفات هذه القيم ×10 أو 10÷ وهكذا
10- 11- 12- 13- 14- 15- 16.5- 18- 20- 22- 24- 27- 30- 33- 36- 39- 43- 47- 51- 56- 61- 68- 75- 82- 91
بقى أن نتكلم عن مادة التصنيع
هناك مقاومات ذات معامل حرارى سلبى أى تتناقص بارتفاع درجة الحرارة (أساسها كربونى) وأخرى ذات معامل حرارى موجب أىتتزايد بارتفاع درجة الحرارة (أساسها معدنى) وتحاول الدراسات أن تقلل هذه المعاملات لقيم لا تذكر كما أن بعضها يصنع خصيصا لإظهار هذه الخاصية وجعلها أكثر انتظاما لاستخدامها كحساسات للحرارة مثل BT100 وهى ذات معامل حرارى موجب وهناك أنواع ذات معامل حرارى سالب تصنع من أشباه الموصلات.
المقاومات الكربونية:
وتصنع من مركب كربونى بشكل أسطوانى وهى تناسب القيم الكبيرة وهى أيضا مصدر للضوضاء والشوشرة لذلك لا تناسب مراحل التكبير الأولية Pre-Amplifiers
مقاومات الفيلم الكربونى
تصنع بطلاء قالب سيراميك بمخلوط كربونى وبعد الجفاف يمكن نحت مسار لولبى للحصول على القيم الأعلى ،نفس المحاسن والعيوب كالسابق
مقاومات الفيلم المعدنى
وتصنع بتبخير وتكثيف المعدن المطلوب على القالب السيراميك وهى أفضلهم من ناحية الخواص واقل ضوضاء لذلك تستخدم فى مراحل التكبير الأوليةPre-Amplifiers
مقاومات السلك الملفوف
ذات دقة عالية وضوضاء قليلة وقدرات (وات) كبيرة ولكن يعيبها أنها لا تناسب الترددات المرتفعة لتشابه شكلها مع الملفات فهى تتصرف كملف عند بعض الترددات ثم يحدث لها رنين عند زيادةالتردد ثم تنقلب لمكثف عند الترددات الأعلى تماما كدائرة رنين التوازى وعند الشراء يذكر هذا التردد Self Resonating frequency فى الخواص
مقاومات الفيلم الكربونى تعانى بشكل أقل من هذه الظاهرة وأفضلهم مقاومات الفيلم المعدنى
فى حالة الدوائرالتى تتحاشى هذه الخواص كدوائر التردد العالى جدا ، ينص صراحة على مقاومات خالية الحث non inductive resistor وهى تصنع خصيصا بهذه الصفة
هذا الموقع به معلومات كثيرة عن المقاومات
هناك مقاومات تتغير مع شدة الإضاءة و تستخدم كحساسات للإضاءة
http://en.wikipedia.org/wiki/Light_Dependent_Resistor
مقاومات تعتمد على الجهد فتقل قيمتها عند ارتفاع الجهد عن قيمة محددة و تستخدم فى التخلص من التداخلات التى تحدث على خطوط التغذية
http://en.wikipedia.org/wiki/Varistor

المرة القادمة إن شاء الله سنتحدث عن المكثفات